遠(yuǎn)距離wifi模塊UPS電池管理系統(tǒng)APP監(jiān)控實現(xiàn)，隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，在保證運(yùn)營安全的同時，更好地為乘客提供優(yōu)質(zhì)的出行服務(wù)也是城市不斷優(yōu)化的目標(biāo)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，地鐵采用新技術(shù)對供電質(zhì)量提出了更高的要求，任何偶然的、短暫的供電中斷都會造成難以估計的損失，甚至危及行車安全。所以，以UPS為電源的不間斷供電將保證地鐵的安全、準(zhǔn)點運(yùn)行。且UPS現(xiàn)在基本上都是員工定時，對UPS的關(guān)鍵部件——蓄電池的健康狀態(tài)無法準(zhǔn)確判斷，長時間處于過度充放電狀態(tài)下，會導(dǎo)致電池過早惡化，壽命變短，無法發(fā)揮其使用性能。所以UPS電池的實時監(jiān)測就顯得尤為重要。

該系統(tǒng)包括三個部分，一是UPS電池仿真測試平臺，二是監(jiān)控APP，三是電池管理系統(tǒng)。電池組模擬測試平臺的硬件模塊主要包括遠(yuǎn)距離wifi模塊、MCU小系統(tǒng)模塊、電池電壓、溫度、電流模擬源和散熱報警保護(hù)模塊等幾個模塊。該APP采用Android5.0和以上系統(tǒng)開發(fā)，以滿足用戶需求。單片機(jī)對模擬的電壓、電流、溫度信號進(jìn)行循環(huán)采集，通過控制器內(nèi)部處理分析，把采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄S修人員的手機(jī)APP上，并由維修人員實時監(jiān)控得到的信息參數(shù)，UPS的參數(shù)可以根據(jù)使用條件的變化進(jìn)行重新標(biāo)定。該系統(tǒng)通過CAN總線與測試平臺通訊，以獲得處理信息，并與采集到的信號源進(jìn)行對比，控制散熱報警保護(hù)模塊，從而達(dá)到對UPS電池實時監(jiān)控保護(hù)的目地。

主控芯片MCU作為單片機(jī)的控制核心，應(yīng)易于開發(fā)，滿足功能要求。所以本設(shè)計使用了PI芯片40引腳，該芯片通訊接口充足，I/O口豐富，具備強(qiáng)大的運(yùn)算能力和中斷處理能力，其主要特點是內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器，無需外接擴(kuò)展轉(zhuǎn)換電路；并有較好的電磁兼容性、抗干擾性能。系統(tǒng)的小化電路有：晶振電路、復(fù)位電路、功率電路。

遠(yuǎn)距離wifi模塊接口電路設(shè)計為確保地鐵列車安全、高效地運(yùn)行，在中控室安裝了綜合監(jiān)控系統(tǒng)，為了方便員工對運(yùn)行參數(shù)的查詢，本設(shè)計的遠(yuǎn)距離wifi模塊可實現(xiàn)與綜合監(jiān)控中心無線通訊，再次完成與手機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互。對中控主機(jī)的通訊采用無線熱點方式，APP通訊采用WiFiDirect方式，考慮到地鐵工作環(huán)境等因素，本設(shè)計采用了工業(yè)級WiFi模塊——CV5200。作為業(yè)界支持Wi-Fi-Direct特性的WiFi模塊，在物聯(lián)網(wǎng)，交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。該協(xié)議集802.11b/g/n特性于一身，可快速移植到多種應(yīng)用場景中，并可迅速移植到多種應(yīng)用場合。

CAN接口電路設(shè)計本設(shè)計采用PI單片機(jī)，由于它具有內(nèi)建CAN控制器，當(dāng)電池模擬測試平臺連接電池管理系統(tǒng)時，可以有效地簡化CAN接口的電路設(shè)計，只要外部CAN總線驅(qū)動器PCA82C250即可。

為了更好地完成對UPS電池的實時監(jiān)控保護(hù)，采用了“12V，”24W的"燈泡模擬UPS電池持續(xù)發(fā)熱的過程，并以繼電器保護(hù)系統(tǒng)作為燈泡亮滅開關(guān)，將采集的模擬信號與CAN通訊交互所獲得的信息進(jìn)行對比，就可以實現(xiàn)輸出控制風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)。報警器等功能同時滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。主芯片X9C103是由數(shù)字電位器X9C103外接模擬電壓信號，1路電流模擬信號和1路溫度模擬信號，用于數(shù)據(jù)采集，并通過數(shù)字電位器的控制來達(dá)到標(biāo)定信號源的目地。

該系統(tǒng)APP基于Android平臺開發(fā)，采用B/S體系結(jié)構(gòu)模式，通過JSON解析的HTTP進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，再按MVC模式進(jìn)行各功能模塊的設(shè)計。該APP使用Androidstudio軟件完成開發(fā)，與其他開發(fā)軟件相比，開發(fā)界面友好，操作簡單，響應(yīng)速度快，可以很好地適應(yīng)不同屏幕尺寸的Android手機(jī)。UPS電池作為UPS實時監(jiān)測客戶端，應(yīng)具備如下功能：

(1)注冊登錄功能：本設(shè)計的目的是方便維修人員實時掌握UPS電池參數(shù)，并進(jìn)一步分析、完善電池保護(hù)。所以設(shè)計的注冊和登錄功能必須僅限于與企業(yè)級相關(guān)的人員，只有成功注冊后，才能獲得WiFi-Direct的帳號和密碼，并將注冊工號與名字綁定，保證“一人一碼”的注冊形式。

(2)遠(yuǎn)距離wifi模塊WiFi-Direct連接功能：每個UPS電池監(jiān)測系統(tǒng)都有獨特的一套SSID帳號和口令，用戶通過企業(yè)經(jīng)理獲得相應(yīng)的登錄權(quán)限。登陸后打開手機(jī)與UPS電池模擬測試平臺的WiFi直連功能，使用WiFi-Direct兩種方式建立通訊，手工輸入密碼并發(fā)送到主芯片進(jìn)行驗證；確認(rèn)成功地完成連接，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將獲取的數(shù)據(jù)顯示到數(shù)據(jù)查詢界面，并保存到本地手機(jī)數(shù)據(jù)庫。

(3)數(shù)據(jù)上載下載功能：設(shè)計的APP可接入地鐵綜合控制中心，可以在移動電話聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，將采集到的UPS數(shù)據(jù)上傳，通過監(jiān)控中心分析得到佳定標(biāo)數(shù)據(jù)；UPS電池管理系統(tǒng)在UPS電池管理系統(tǒng)中進(jìn)行參數(shù)校正，當(dāng)手機(jī)無連接狀態(tài)時，可以查詢本地保存的歷史故障表，獲取有效的信息。

(4)故障報警器功能：當(dāng)采集到的參數(shù)值，優(yōu)化預(yù)設(shè)定值后，界面會彈出警報提示，維修員根據(jù)異常參數(shù)與歷史故障表進(jìn)行檢修，有效地提高了檢修時間。

在此基礎(chǔ)上，完成了基于遠(yuǎn)距離wifi模塊APP監(jiān)控的UPS電池管理平臺的研制，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)連接、診斷報警、參數(shù)標(biāo)定、繼電保護(hù)等功能。